كيفية قياس سرعة الضوء

بواسطة: م.محمد الحصان – آخر تحديث: 1 نوفمبر، 2017

محتويات

سرعة الضوء

تُعرف سرعة الضوء بأنها السرعة التي يمشي بها الضوء عبر الفراغ، وتُعتبر إحدى الثوابت الفيزيائية المهمة التي تستند إليها العديد من الدراسات الفيزيائية والكيميائية، وتُساوي 299,792,458 متراً لكل ثانية، ويتصف هذا الرقم بالدقة الكبيرة وهو رقم عالمي تم قياسه بطريقةٍ احترافية، وفي العادة يتم تقريب هذا الرقم لتسهيل الحسابات ليصبح 300.000 كيلو متراً في الثانية الواحدة، وبحسب النظرية النسبية فإن سرعة الضوء تعبر عن أقصى سرعة يمكن لجميع أشكال الطاقة أن تُسافر بها، كما تُعبر عن سرعة إرسال المعلومات عبر الفضاء وسرعة الجسيمات عديمة الكتلة، وتُعبر عن سرعة الجاذبية، وسنقدم في هذا المقال أهم المعلومات حول كيفية قياس سرعة الضوء.

كيفية قياس سرعة الضوء

  • مرت عملية قياس الضوء بعدة مراحل عبر التاريخ، وقد عكف العديد من العلماء على قياس هذه السرعة التي شكلت لديهم هاجساً كبيراً لاكتشافها.
  • يُعتبر العالم غاليلو من أوائل العلماء الذين قاموا بتجارب لقياس هذه السرعة وشاركه هذه التجارب معاونان حيث وقف كلٌ منهما على هضبة مرتفعة، وتبعد كل هذبة عن الأخرى مسافة 1000 متر.
  • أعطى غاليلو لكل واحدٍ من معاونيه مصباح ليمسكه بيده وعندما يُعطيهما هو الإشارة يرفع المعاون الأول يده عن المصباح وبمجرد أن يرى المعاون الآخر الضوء القادم من زميله يرفع يده عن مصباحه، وهكذا يتم احتساب الزمن الذي استغرقه الضوء في الوصول من المعاون الأول إلى الثاني.
  • كرر غاليلو التجربة على مسافات أبعد وفي كل مرة كان يحصل على نفس النتيجة.
  • من التجارب البارزة أيضاً في هذا المجال ما قام به العالم جيمس برادلي الذي اعتمد في تجربته على ظاهرة تُسمى زيغ الضوء.
  • استطاع كلٌ من مورلي وميكلسون من التوصل إلى نتيجة بهذا الشأن بغد اختراع جهاز دقيق جداً للقياس فتوصلوا إلى قيمة تساوي: 299.796 كيلو متراً في الثانية، وذلك في نهايات القرن التاسع عشر.
  • في العام 1983م تم التوصل إلى قيمة 299.792.458 كيلو متراً في الثانية.

معلومات عن سرعة الضوء

  • يكون انتشار الضوء في المواد الشفافة مثل الهواء والزجاج بسرعة أقل من سرعة الضوء حيث يُعبر عن النسبة بين سرعة الضوء القياسية وسرعة الضوء في جسمٍ ما بما يعرف بقرينة الانكسار ويساوي (n=c/v)، حيث أن c هي سرعة الضوء القياسية وv هي سرعة الضوء في جسمٍ ما.
  • تبلغ سرعة الضوء في الزجاج حوالي 200,000 كيلو متراً لكل ثانية، وتقل هذه القيمة في الهواء بحوالي 90 كيلو متراً في الثانية.
  • الضوء الواصل من الشمس يستغرق حوالي ثماني دقائق للوصول إلينا وقد تم حساب هذه القيمة بناءً على معرفة سرعة الضوء، كما أن الضوء الذي يصلنا من النجوم يكون قد صدر عن النجوم منذ آلاف السنوات.
  • تُفيد في دراسة زمن الطيران لقياس المسافات الكبيرة بطريقةٍ دقيقة جداً وذلك لأنها ثابتة في الأوساط المختلفة.

زر الذهاب إلى الأعلى